科研问题的四个层次

对于科研，科研问题的层次，我分为四个层次，也有人分为五个层次。我觉得明确这几个层次有助于分析问题，我提出供大家讨论讨论，补充补充。

第一个层次：以现实问题和重大问题为目标，该目标分为哪几个关键技术或科学问题，他们的关联性如何，对于目标有着怎样的影响；

第二个层次：对于某个关键技术或科学问题，通过哪几个实验或方法措施来实施推进，每个实验说明一个什么问题。许多的工程问题在这一步转化为基础科研问题；

第三个层次：对于每个实验通过哪些步骤和表征手段来实施，这些步骤的严密性如何，表征之间的联系是什么，如何说明要说明的那个问题。

第四个层次：对于这个实验细节如实验步骤，如表征手段，为什么要这么做？别人是如何做的？预期效果是怎样。

我个人觉得对于本科而言，要达到第四层次，对于硕士而言至少要达到第三层次，对于博士，至少要第二层次。而这一些东西需要在不断的实战训练中才能成长，因此学生搬搬砖也是合理的。但一定要想明白，为什么要这么搬，每一步的目的。实际中许多的学生，为了做实验而做实验，在第四层次上就不过关，只知道送检，对于检测东西到底要观察什么不清楚，没有一个重点的观察对象，没有一个预期。这都是前期工作不合格的表现。

还有一个常见的就是，预期不理想，导致在第三层次上数据不理想，甚至矛盾，这种也是常有的，因此要求1.实验设计时一定要严谨，尤其是在细节上，一定要尽量多的影响因此都可控，定量。比如温度，温度就是那样，应该是稳定的，但具体多少，不知道。虽然在那个环境下，确实应该是稳定的，想都不用想，就是稳定的，不可能不稳定，但是这不够，要尽量准确，可靠，不能说是稳定的，因此可靠，这是不够的，一定要可控，定量，给加以明确。2.在不可知因素下的异常，一定要记录每一个细节，要严格的记录，这也是学生容易犯的一个错误，我最反感，学生记录的东西，这一片纸，那一片纸，最后搞都搞不清。3.重复，选择较为可靠的数据，最重要的是得出的规律具有可重复性即可，如果能满足这一要求也是可以接受。当然这是我个人的意见。对于工程问题，可能定量上没有那么严谨，但并不是不用定量，可以检测其大致的范围，20s-30s或1.5kg-3kg，作为一个现场作业的，现场记录有时候不大可能，因此一定要事先熟悉现场，规划好，每一个细节。我的要求：尽量从一开始就要想到，设计好每一个细节，想到各种可能的情况，想到最后的结果，都要考虑到，让一切意外都在意料之中。个人体验，如有不同，请多指点。

有的第二层次的一个实验，说明了一个问题，就可解决一个技术问题或科学问题，会让第二层次和第三层次有点模糊，界限不明显。对于真正的培养一个硕士博士，一定要让他明白，怎么才能分析问题，并设计方案来解决问题。这是很重要的一步。对于纯粹的科研民工是没有这一步的。

这里有一个问题就是：许多老师脱离一线许久了，对于第二层次的或许就不大清楚了，更别谈第三第四层次。甚至面对学生交上来的东西，提不出问题，你这个说明了什么？对不对？有没达到预期？可能的原因是什么？下一步怎么办？一概不知。这样往往让学生也很迷茫。我建议，如果这样，可以参考这个让学生彻底搞明白问题再做实验。因为老师难免要开拓新领域，不懂是正常的，但是围绕着这几个层次去思考问题，去引导学生，可能有益。这是我个人感觉，如有更好的方法，还请多指教。

这里就涉及到实验方案的设计。实验方案的设计，主要是二三四层的体现。这里建议实验方案也分成三种，每一种对应一个层次。第二层次对应的实验方案基本上就等同与论文前面的绪论了，你为什么要干这个，解决什么问题，别人怎么做，做到什么程度，你打算怎么做，为什么这么做？最后做哪些实验，如何串联，画个图。第三层次的实验方案要求说明，你想说明一个什么问题，如何说明这个问题，哪些步骤？这些可靠否？可行否？为什么？依据？别人工作的相关的关键性图表证据是什么？这里面学生容易犯的是：根据书上的理论应该会有生成，而前期工作中也有，于是这个可行，真的可行？这样的论述是不完备的，因为我们的目标光是有还不行，必须要一定的规格，你如何保证他达到这个规格，这是个技术问题，他的原理是什么？规律是什么？要继续深查，如果查不到，就做前期试验，确定目前可控因素下的规律分析，讨论可行性。第四个层次的方案，如果前面的两个方案做扎实了，可以简化点：学生做哪个检测前，要把别人的工作中最能说明问题，最具代表性的，最理想预期的那张图表带在身边，然后再去做，这样，有的放矢。这样可能很麻烦，真正的调研，前期试验可能要花很长时间，但是磨刀不误砍柴工。我比较反感的实验方案是：实验目的一句话，实验内容一小段，实验步骤一长段，总共一页纸，这在我看来就是不合格。

对于第一个层次需要注意的是有时候有的老师不知道关键技术问题和科学问题在哪，就让博士去做，只是凭感觉，凭项目需要，这是一种非常没有办法的事，学生就自己摸索吧。也倒不是说学生课题的关键技术问题和科学问题老师都要摆好了，而是说对于一个博士生而言，不比硕士，可以单纯做工艺探索，他的论文必须要解决一些问题的，当一个你老师都不知道要解决什么问题，让他去做，就不能有一个引导他找到科学问题的方法，没有一个例证来让他模仿学习，自己摸索，走很多的弯路，甚至发现其实这是一个废矿。现实中我还碰到有的老师在研一要开题了，学生不知道自己要干啥，问他，他反问：你做的这些跟你师兄做的有什么区别，你做的工作创新点在哪？学生语塞，我也语塞，我觉得这是老师该回答的问题，对于一个研一的硕士，如果前面没有经过两周一次问答训练，学生是回答不了的，即使通过问答训练，对于一个普通的研一的硕士，他也是不大能自己提出可行的，有意义的创新点，这是老师的工作。

对于第一层次前面，有人说还有一个层次，那就是有的大的项目可能要分学科或者跨学科，如大飞机项目，这个就要先分科目，分子课题，这个我就不大了解。

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我最喜欢的两种带学生的方式是

1.不断的进行问答训练，硕士一年半，博士看情况吧。实打实的，不断的提问，让学生回答，这样来引导学生。

2.对于博士而言，除了第一种以外，还可以，如果有好的平台。可以放手不管，就是简单：“期末了，怎么样了，有进展没？”，....，“好好好，该开题了，该发文章了，该中期了，该毕业了，继续加油吧”。这种完全的放羊，也有一定的好处。当然其关键点在于：平台较好，也就是重要的，该有的设备都有，即使设备有不足，也是添加一些不算太苛刻的附件问题，经费较充足。这个是不是有点矛盾了？恩，还好吧。

最害怕的是，老师完全不懂，完全外行，但还跟第一种一样，每次都叫过去开会，开会就开会，可是关键问题一个提不出来，然后还瞎指挥，要求汇报，要结果。最后的实质的结果呢，啥都学生自己搞，跟完全放羊没两样，老师对课题没有任何实质性的指点，老师的作用就是催着要结果，瞎指挥。